那些曾“上天”的種子“落地”后都干了啥
王 霄 本報記者 付毅飛
近日，在蘭州召開的草業(yè)航天育種專題研討會上，利用航天誘變育種技術(shù)選育的中天1號紫花苜蓿草種備受關(guān)注。
“經(jīng)過16年選育研究，中天1號紫花苜蓿草種于2018年經(jīng)全國草品種審定委員會審定通過。該草種優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)性狀突出。”中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所抗逆牧草育種與利用團(tuán)隊(duì)首席專家楊紅善介紹。
記者從中國載人航天工程辦公室了解到，無論在開展高科技育種，拓寬育種途徑，創(chuàng)制新的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種，還是面向國家農(nóng)業(yè)和生態(tài)建設(shè)等的重大需求服務(wù)國計(jì)民生方面，利用載人航天技術(shù)開展空間誘變育種實(shí)驗(yàn)，都將發(fā)揮重要作用。
物理輻射育種的延伸
傳統(tǒng)育種手段的重要補(bǔ)充
航天育種是航天技術(shù)、生物技術(shù)與農(nóng)業(yè)育種技術(shù)相結(jié)合的育種新途徑。利用航天器搭載生物材料在宇宙環(huán)境強(qiáng)輻射、微重力和弱地磁的共同作用下，空間誘變產(chǎn)生基因組水平上的變異，返回地面后經(jīng)過至少4代地面選育，篩選出攜帶新性狀的新材料、新種質(zhì)，最終培育出遺傳穩(wěn)定、品質(zhì)優(yōu)良的新品系、新品種。
與常規(guī)地面輻射育種突變相比，航天搭載空間誘變產(chǎn)生的突變材料具有成活率高、變異頻率高、突變幅度大、穩(wěn)定性強(qiáng)、育種周期短等明顯優(yōu)勢。它由此成為物理輻射育種的延伸、傳統(tǒng)育種手段的重要補(bǔ)充。育種專家們借助載人航天工程提供的平臺，利用特殊的空間環(huán)境培育出農(nóng)作物新產(chǎn)品，極大地提升了農(nóng)業(yè)創(chuàng)新和生產(chǎn)技術(shù)水平。
據(jù)航天育種產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟理事長梁小虹介紹，我國先后30多次利用返回式衛(wèi)星、神舟飛船、天宮空間實(shí)驗(yàn)室和其他返回式航天器搭載植物種子，已在千余種植物中培育出700余個航天育種新品系、新品種。累計(jì)種植面積1.5億畝，產(chǎn)業(yè)化推廣創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益2000億元以上。除糧食、蔬菜、水果、油料等農(nóng)作物品種外，還創(chuàng)制出林草花卉、中草藥新品種和制藥、釀酒等微生物新菌種，獲得了廣泛應(yīng)用和良好的社會效益。
天上的育種試驗(yàn)不斷
育出優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)、高抗新品種
記者從中國載人航天工程辦公室了解到，中國載人航天工程實(shí)施以來，在歷次載人航天工程飛行試驗(yàn)任務(wù)中，利用神舟飛船及新一代載人飛船試驗(yàn)船搭載作物種子和植物材料開展空間誘變實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過多年科研和地面選育后，通過國審和省審的航天育種新品種超過200個。
神舟一號到神舟十一號的歷次飛行任務(wù)都搭載了航天育種生物類試驗(yàn)載荷。神舟八號為了驗(yàn)證高等植物在空間環(huán)境下的開花結(jié)實(shí)過程，設(shè)計(jì)搭載了《番茄試管苗空間開花結(jié)實(shí)》實(shí)驗(yàn)裝置，8個番茄蓓蕾5株開花結(jié)果，在國際首次實(shí)現(xiàn)了太空空間植物開花結(jié)果。天宮二號進(jìn)行了高等植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，首次在空間上獲得了擬南芥開花基因啟動子控制的綠色熒光蛋白實(shí)時圖像，為未來建立以植物為基礎(chǔ)的空間生命生態(tài)系統(tǒng)和提高系統(tǒng)的生產(chǎn)效率提供依據(jù)，這也是我國首次成功進(jìn)行植物“從種子到種子”的全生命周期培養(yǎng)。
“近年來，航天育種技術(shù)成果在扶貧攻堅(jiān)中發(fā)揮了顯著作用。”梁曉虹說。
利用空間誘變育種技術(shù)，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)成功地在普感稻瘟病的品種“麗江新團(tuán)黑谷”和“中二軟占”中誘變和創(chuàng)制出一批抗病乃至對病害達(dá)到免疫的新種質(zhì)。科學(xué)家利用這些抗病種質(zhì)資源，培育出更為優(yōu)質(zhì)豐產(chǎn)高抗稻瘟病的新品種。
江西省超級水稻研究發(fā)展中心利用航天誘變，選育出了躍恢航0799、躍恢航1698、躍恢航1573等優(yōu)良恢復(fù)系應(yīng)用于育種。
航天搭載空間誘變技術(shù)還在其他主糧作物、經(jīng)濟(jì)作物和蔬菜水果等品類上獲得了成功的應(yīng)用，涌現(xiàn)出的新品種為糧食安全和農(nóng)民增產(chǎn)增收帶來了切實(shí)的收益和實(shí)效。